2. 주조의 공정

 

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1. 주조의 기원과 발달

주물의 제조 공정은 아래 그림과 같이 매우 복잡하여 많은 변수가 있다.

이러한 변수들은 주조 공정에 따라서 기술자가 협력하여 종합적인 연구와 검토를 해야 하며, 어느 한 공정이라도 작업이 불완전하게 되면 좋은 제품을 얻을 수 없다.

어떤 제품을 생산하고자 할 경우에는 제품의 재질뿐만 아니라 열처리 후의 성질 변화까지도 검토되어야 하고, 생산 속도가 빠르고 정확하며 재질, 형상 치수의 정밀도, 표면 거칠기, 제조원가 등의 주조 방안을 결정해야 한다.

<출처 서울특별시 주조 교육 자료, 주물의 제조 공정>

 

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2. 주물의 작업 공정별 내용

ㆍ주조 계획 수립 (현도 작성)

설계 도면을 보면서 제품의 용도, 금속의 종류, 재질, 후처리의 종류, 주물의 수명 등을 확인한다. 또한 주조에 사용될 주형의 종류, 용탕 금속의 주입 방법, 응고 된 주물의 처리와 가공 방법 등을 결정해야 한다.

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ㆍ원형 제작

주조 계획이 수립되면 주형을 만들기 위한 원형을 만든다. 원형에는 주물 외형을 만들기 위한 외형과 주물의 구멍 또는 중공 부분을 만들기 위한 내형 코어(core)가 있다. 원형에는 사용 재료에 따라 목재로 만든 목형, 금속으로 만든 금형, 수지로 만든 수지형, 왁스로 만든 왁스형 등이 있다. 원형은 형태에 따라 단체형, 회전형, 분할형 등으로 나눌 수 있다.

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ㆍ주형 제작

주형은 용융 금속을 주입하여 응고시키는 내부 공간으로서 원형을 기준으로 만드는데, 모래로 만든 모래 주형과 금속으로 만든 금속 주형이 있고, 기타 특수한 재질로 만든 것으로는 석고 주형, 시멘트 주형 등이 있다. 이중 모래 주형이 가장 일반적인 것으로 건조를 하지 않은 생형과 건조를 한 건조형이 있다.

최근 자동차 및 전자 산업이 발달하면서 정밀하고 다양한 주물을 대량 생산하기 위해서 여러 가지 특수 주형이 개발되고 있다. 주형 제작에는 손으로 직접 조형하는 손 조형이 있으나, 대부분의 주물 공장에서는 주형 제작, 용탕 주입 및 후처리까지를 자동화하여 작업을 하고 있다. 또한 주물의 고급화와 생산성 향상을 위해서는 자동화 및 기계화가 필수로 되어 있다.

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ㆍ금속 용해

주형이 완성되면 주입에 사용할 금속을 정해서 용해한다. 용해는 용선로, 도가니로, 전기로, 반사로 등이 사용되고 있다.

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ㆍ주입

용탕을 주형에 부어 넣는 과정을 주입이라고 한다. 일반적으로 레이들(ladle)로 주형 안에 주입하지만 원심 주조법에서는 주형을 회전시켜 발생하는 원심력을 이용하여 용탕을 주입하는 것도 있다. 또 압력 주조법에서는 압축 공기를 이용하여 용탕을 주입한다.

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ㆍ주형 해체 및 탕구계 제거와 열처리

주입한 용탕이 주형 내에서 냉각 응고되면 이것을 꺼내어 탕구, 압탕 등의 불필요한 부분을 절단하여 제거하고 표면을 청정하게 하며, 주물의 종류에 따라서는 그 후 용접 보수 및 열처리를 실시한다.

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ㆍ치수 확인 (검사)

후처리가 끝난 제품은 필요한 검사를 한 다음 완성 제품을 출하하게 된다.

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출처 : 서울특별시교육청 주조 자료 참고